第1讲 求极限的若干方法
极限理论是数学分析的重要基础,求极限贯穿于数学分析的始终,其方法多种多样,这一讲介绍几种比较简便的方法。
1.1 用导数定义求极限
导数是用极限定义的,现在反其道而行之,利用导数定义来求某些数列及函数的极限。
例1.1.1 计算
解 原式
例1.1.2 计算
解 原式
例1.1.3 计算
解 原式或原式
例1.1.4计算
解 原式
例1.1.5 计算
解 原式
例1.1.6 计算
解原式
例1.1.7 求
解 设,则
所以,原式
例1.1.8 设f(x)在a点可导,f(a)>0,计算,
解 原式
例1.1.9 设f(x)在x0处二阶可导,求
解 原式
例1.1.10设
解 原式
例1.1.11 设存在,计算
解 原式
例1.1.12 计算是为自然数.
解 原式
习题1-1
1.计算下列极限,
2.设f(x)在x0处二阶可导,计算
3.设存在,计算
4.设存在,计算
1.2 用拉格朗日中值定理求极限
众所周知,拉格朗日中值定理是理论证明的有力工具,实际上,它在计算某些函数的极限时也非常简便有效,
例1.2.1 计算
解 原式
例1.2.2 计算
解 原式
例1.2.3 计算
解 原式,其中位于与之间,位于与之间,
例1.2.4 计算
解原式
例1.2.5 计算
解原式
例1.2.6 计算
解 原式
例1.2.7计算
解 原式
例1.2.8 计算
解原式
例1.2.9 计算
解 原式
例1.2.10 计算
解原式
用柯西中值定理更简单,记,则
原式
习题1-2
1.求下列极限。
2.设f(x)在a处可导,计算
1.3 用等价代换求极限
大家知道,若,且,在附近不为0,则。事实上,因为,即等价代换不改变极限的存在性和极限值。
1.由拉格朗日中值定理导出的若干等价代换及其应用
先利用拉格朗日中值定理给出下述一般命题:
命题1.3.1 设
(1)在的一个邻域内连续,且
(2)在的一个邻域内可导且在处连续。则
证 由拉格朗日中值定理和题设条件有
其中介于与之间,于是
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